發(fā)布時(shí)間：2017-09-30 20:38

  本文關(guān)鍵詞：AZ31鎂合金釬料設(shè)計(jì)及釬焊工藝研究

  更多相關(guān)文章： Sn-30Zn釬料 Mg-Zn-Al釬料 Mg-Zn-Sn 超聲波釬焊 釬焊工藝優(yōu)化

【摘要】：焊接是連接鎂合金或連接鎂合金與異種材料的重要方法,釬焊作為三大焊接方法之一,可以在鎂合金的連接上發(fā)揮巨大的優(yōu)勢(shì)。但是鎂合金釬料及釬焊方法的研究比較緩慢,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足于工程的實(shí)際應(yīng)用。超聲波釬焊作為一種綠色,高效的鎂合金釬焊方法,主要利用超聲波的空化作用,去除鎂合金表面氧化膜,從而實(shí)現(xiàn)無釬劑快速連接。本文對(duì)Sn-30Zn (wt%)、48%Mg-43%Zn-9%Al (wt%)及47.4%Mg-52%Zn-0.6%Sn(wt%)三種釬料性能及超聲波釬焊工藝進(jìn)行了研究。在研究中利用差熱分析、顯微組織觀察、XRD、SEM及EDS等手段,對(duì)釬料性能和釬焊工藝(包括超聲波作用時(shí)間、保溫時(shí)間及冷卻速度工藝)進(jìn)行研究及優(yōu)化,建立相應(yīng)的超聲波釬焊模型。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：1、Sn-30Zn釬料通過超聲波輔助作用可以實(shí)現(xiàn)在大氣中鋪展。Sn-30Zn釬料在350℃進(jìn)行超聲波釬焊,根據(jù)各工藝的釬縫組織特點(diǎn),建立Sn-30Zn釬料超聲波釬焊模型。釬縫與母材界面處存在脆性的Mg2Sn層,是Sn-30Zn超聲波釬焊接頭失效的主要原因。而超聲波作用時(shí)間和保溫時(shí)間增加均會(huì)增加Mg2Sn層寬度,導(dǎo)致接頭強(qiáng)度降低。2、自主設(shè)計(jì)并制備了兩種鎂合金低溫鎂基釬料,即48%Mg-43%Zn-9%Al(wt%)釬料和47.4%Mg-52%Zn-0.6%Sn (wt%)釬料,其熔點(diǎn)分別為340.3℃和339.8℃,均適合鎂合金的低溫軟釬焊。3、Mg-Zn-Al釬料枝晶體為Mg32(Al,Zn)49相,枝晶間隙為層片狀的a-Mg+MgZn共晶相。對(duì)Mg-Zn-Al釬料在400℃進(jìn)行超聲波釬焊,釬縫中心主要由彌散分布的塊狀Mg32 (Al,Zn)49相和層片狀的α-Mg+Mg7Zn3共晶組織組成。根據(jù)其組織特點(diǎn),建立起超聲波作用對(duì)a-Mg的溶解模型。Mg-Zn-Al釬料的接頭為脆性接頭,剪切時(shí)在釬縫中心發(fā)生斷裂。4、Mg-Zn-Sn釬料均勻化處理后主要由塊狀的MgZn相和層片狀的a-Mg+MgZn共析組織組成。Mg-Zn-Sn釬料在QJ201釬劑作用下鋪展對(duì)母材的溶蝕嚴(yán)重,而超聲波作用下溶蝕深度明顯減小。對(duì)Mg-Zn-Sn釬料進(jìn)行超聲波釬焊,在相同的釬焊工藝下,超聲波作用10s時(shí)釬焊剪切接頭強(qiáng)度最高。Mg-Zn-Sn釬料焊縫冷卻速度小時(shí),釬縫中心晶粒粗大；而加快冷卻速度可得到非常致密的層片狀共晶組織,接頭強(qiáng)度明顯提高。Mg-Zn-Sn釬料接頭保溫時(shí)間增加,會(huì)發(fā)生晶間滲透現(xiàn)象,對(duì)接頭不利。Mg-Zn-Sn釬料最佳釬焊工藝為超聲波作用10s,保溫0min,對(duì)接頭進(jìn)行快速冷卻。
【關(guān)鍵詞】：Sn-30Zn釬料 Mg-Zn-Al釬料 Mg-Zn-Sn 超聲波釬焊 釬焊工藝優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG425;TG454
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-25
• 1.1 課題研究背景及意義11
• 1.2 鎂合金應(yīng)用及焊接研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 鎂合金應(yīng)用現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 鎂合金焊接工程應(yīng)用及研究開發(fā)現(xiàn)狀13-17
• 1.3 鎂合金釬焊研究現(xiàn)狀17-23
• 1.3.1 超聲波釬焊研究現(xiàn)狀17-21
• 1.3.2 鎂合金釬焊研究現(xiàn)狀21-23
• 1.4 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線23-25
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容23
• 1.4.2 技術(shù)路線23-25
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料及方法25-32
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料25-26
• 2.1.1 鎂合金基材25-26
• 2.2 釬料化學(xué)成分設(shè)計(jì)與制備26-27
• 2.2.1 釬料成分設(shè)計(jì)26
• 2.2.2 釬料熔煉及制備26-27
• 2.3 超聲波釬焊設(shè)備27
• 2.4 實(shí)驗(yàn)方法27-29
• 2.4.1 釬料潤(rùn)濕鋪展實(shí)驗(yàn)27-28
• 2.4.2 釬焊實(shí)驗(yàn)28-29
• 2.5 分析測(cè)試方法29-32
• 第3章 Sn-30Zn釬料及釬焊接頭性能研究32-43
• 3.1 Sn-Zn釬料簡(jiǎn)介32
• 3.2 Sn-30Zn釬料性能研究32-33
• 3.2.1 釬料組織及XRD分析32-33
• 3.2.2 釬料DSC分析33
• 3.3 Sn-30Zn釬料鋪展實(shí)驗(yàn)33-35
• 3.4 Sn-30Zn釬料超聲波釬焊及工藝研究35-41
• 3.4.1 Sn-30Zn釬焊接頭組織分析36-40
• 3.4.2 Sn-30Zn釬焊接頭硬度分析40
• 3.4.3 Sn-30Zn釬焊接頭強(qiáng)度及斷口分析40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-43
• 第4章 Mg-Zn-Al釬料及釬焊接頭性能研究43-55
• 4.1 Mg-Zn-Al釬料簡(jiǎn)介43
• 4.2 Mg-Zn-Al釬料性能研究43-46
• 4.2.1 Mg-Zn-Al釬料組織及XRD分析43-45
• 4.2.2 Mg-Zn-Al釬料DSC分析45-46
• 4.3 Mg-Zn-Al釬料超聲波釬焊及工藝研究46-54
• 4.3.1 不同釬焊工藝的Mg-Zn-Al接頭組織47-52
• 4.3.2 不同釬焊工藝的Mg-Zn-Al接頭硬度分析52-53
• 4.3.3 不同釬焊工藝的Mg-Zn-Al接頭強(qiáng)度及斷口分析53-54
• 4.4 本章小節(jié)54-55
• 第5章 Mg-Zn-Sn釬料及釬焊接頭性能研究55-75
• 5.1 Mg-Zn-Al釬料簡(jiǎn)介55
• 5.2 Mg-Zn-Sn釬料性能分析55-60
• 5.2.1 釬料組織及XRD分析55-60
• 5.2.2 釬料DSC分析60
• 5.3 Mg-Zn-Sn釬料潤(rùn)濕鋪展60-62
• 5.3.1 釬劑鋪展實(shí)驗(yàn)60-61
• 5.3.2 超聲波輔助鋪展實(shí)驗(yàn)61-62
• 5.4 Mg-Zn-Sn釬料超聲波釬焊及工藝研究62-73
• 5.4.1 不同釬焊工藝的Mg-Zn-Sn接頭組織分析62-66
• 5.4.2 不同釬焊工藝的Mg-Zn-Sn接頭XRD、SEM及EDS分析66-68
• 5.4.3 不同釬焊工藝的Mg-Zn-Sn接頭顯微硬度分析68-70
• 5.4.4 不同釬焊工藝的Mg-Zn-Sn接頭剪切強(qiáng)度及斷口分析70-73
• 5.5 三種釬料釬焊性能對(duì)比73
• 5.6 本章小節(jié)73-75
• 結(jié)論75-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果80-81
• 致謝81

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本文編號(hào)：950297